上海市地熱資源分布規律

  1.上海市地形地貌特征

  上海市地處東經(jīng)120°52′至122°12′，北緯30°40′至31°53′之間，位于太平洋西岸，亞洲大陸東沿，中國南北海岸中心點(diǎn)，長(cháng)江和黃浦江入海匯合處。北界長(cháng)江，東瀕東海，南臨杭州灣，西接江蘇和浙江兩省。是長(cháng)江三角洲沖積平原的一部分，平均高度為海拔4米左右。西部有天馬山、薛山、鳳凰山等殘丘，天馬山為上海陸上最高點(diǎn)，海拔高度99.8米，立有石碑“佘山之巔”。海域上有大金山、小金山、浮山（烏龜山）、佘山島、小洋山島等巖島。在上海北面的長(cháng)江入海處，有崇明島、長(cháng)興島、橫沙島3個(gè)島嶼。崇明島為中國第三大島，由長(cháng)江挾帶下來(lái)的泥沙沖積而成，面積為1041.21平方公里，海拔3.5米～4.5米。長(cháng)興島面積88.54平方公里，橫沙島面積55.74平方公里。

 

  2.上海市構造與沉積概況

  早在5—6億年以前，上海并非為灘，而是被地質(zhì)學(xué)家稱(chēng)為揚子灘地臺古老陸塊的一部分。7千萬(wàn)年前的中生代后期，這里地殼活動(dòng)步繁。深埋于地幔中的巖漿，沖破地殼噴涌而出，到處火山噴發(fā)。如今地面上的北干山、風(fēng)凰山、薛山、東佘山、西佘山、鐘家山、羅山、辰山、天馬山、機山、橫山、小昆山、淀山、秦皇山、查山以及杭州灣中的大金山和小金山、長(cháng)江口的某些島嶼等，都是那個(gè)時(shí)期火山噴發(fā)所形成的;至于埋藏在地下厚約300m覆蓋層中的小山就無(wú)法計算了。形成山體的基巖西南高東北低，見(jiàn)圖1。

 

  隨著(zhù)巖漿的噴涌和地殼的下沉，海平面開(kāi)始上升。在江流和海潮的巨大作用下，上海地區遭遇第一次海浸，稱(chēng)之“江鎮海浸”;這是一次小規模海浸，但延續了幾十萬(wàn)年后海水才退去，這一次海浸沉積了約130m的沉積層。不久第二次海浸卷土重來(lái)，稱(chēng)之“鄧鎮海浸”，其規模也較小，不久海水重返大洋;第二次海浸沉積了約 95m的沉積層。大約在一百萬(wàn)年前較大的第三次海浸發(fā)生，稱(chēng)之“西郊海浸”，海水直達西郊一帶，持續了幾十萬(wàn)年；第三次海浸沉積了約65m的沉積層。在距今二、三十萬(wàn)年前，規模更大的第四次海浸席卷了整個(gè)長(cháng)江三角洲，稱(chēng)之“曹家渡海浸”，持續了2萬(wàn)年才退去，這次海水退的很遠；第四次海浸沉積了約80m的沉積層。第五次海浸發(fā)生在1萬(wàn)年前，淹沒(méi)規模與第四次海浸相仿，稱(chēng)之“外灘海浸”，持續時(shí)間很短，約4千年左右；第五次海浸沉積了約30m的沉積層。第五次海退之后由西向東逐步形成的陸地，就是今日之上海灘；經(jīng)歷五次海浸海退的變遷，基巖之上的沉積層在150—400m。其厚度隨基巖的起伏呈西南薄而東北厚:青浦—金山—松江—奉賢的基巖埋藏淺，沉積厚度一般在150—200m；而嘉定—寶山—南匯—崇明一線(xiàn)的基巖埋藏深，沉積層厚度最大可達400m以上。

 

  除了基巖起伏西南高而東北低之外，上海地區還存在三條切割較深的基巖溝谷，溝谷中的沉積層相對要厚些。第一條在北部，從江蘇用直到崇明一線(xiàn)，谷底基巖埋深400m以上;第二條在中部，大致沿滬寧鐵路方向，頂端在普陀一帶，谷底基巖深度在300m；第三條在南部，為楓徑—金山—吳徑—大團一線(xiàn)，谷底基巖深度在250—300m。

 

  3.上海市地熱隨地層的分布

  在150—400m不等的沉積層中有6層厚度較大的砂層和含礫砂層富集地下水:淺部0-2.5m的潛水層，水溫15℃一18℃；第一含水層的頂板在20-30m，底板在30-40m，水溫18-19℃;第二含水層底板在80—100m，厚度20m左右，水溫19-20℃;第三含水層底板在60-160m，厚度70-80m,水溫20-21℃;第四含水層主要分布在瀏河—南匯的古河道之中，深170-240m，水溫23—24℃;第五含水層深250-300m，水溫25-26℃。

 

  上海地區淺部發(fā)育著(zhù)兩種類(lèi)型的流砂。第一種類(lèi)型為灰色粉砂層，埋深3-20m，多見(jiàn)于3-lOm。流砂呈帶狀分布:①東西的一條流砂帶，自閔行區紀王鎮起，向東沿蘇州河經(jīng)市區普陀、長(cháng)寧、閘北南部、虹口中南部、楊浦南部至浦東東溝、高行等地區;②北部?jì)蓷l流砂帶，自楊浦北部(五角場(chǎng)、柴油機廠(chǎng)附近)，經(jīng)閘北水廠(chǎng)到吳淞鎮、上鋼五廠(chǎng)一帶至寶山區入長(cháng)江;另一條為浦東楊莊、上海煉油廠(chǎng)至三岔港及凌橋一帶;③北西—東南一條流砂帶，自青浦番龍鎮經(jīng)精神病院、七寶鎮、順橋向東南。第二種類(lèi)型為灰色粘質(zhì)粉土夾砂層，常見(jiàn)埋深30—l0m，主要分布:①市區西南緣，梅隴、龍華、耀華玻璃廠(chǎng)及上鋼三廠(chǎng)附近、朱行、華徑、曹行及吳徑地區的碳素廠(chǎng)、焦化廠(chǎng)、化工廠(chǎng)、電化廠(chǎng)、熱電廠(chǎng)一帶;②楊浦區中南部;③閘北區兩緣及普陀區西北角。

 

  覆蓋層中的含水砂層，隱藏著(zhù)豐富的低溫地熱資源，可以通過(guò)地源熱泵系統用作建筑物的空調用；冬天由地下熱能提供供暖，夏天把屋里的熱能排下地下儲存起來(lái)，達到降溫目的。

 

  4上海市地熱資源與基巖斷裂分布關(guān)系

  上海的地熱資源與基巖斷裂分布有著(zhù)密切的關(guān)系，從基巖鉆孔獲取的基巖上部巖芯的石灰華分析，證明上述的3組斷裂為活動(dòng)斷層(圖3)，區內活動(dòng)斷層，大致分布如下。

 

  第1條大場(chǎng)——廊下隱伏活動(dòng)斷裂帶(No.1)。經(jīng)大場(chǎng)、北新徑、新橋、松隱至廊下，呈北北東向延伸。斷裂破碎帶地溫垂直向梯度變化略偏高，可達3.1-4.6℃/100m，顯示斷裂活動(dòng)相關(guān)的地熱異常存在。斷裂以東，歷史地震活動(dòng)少，以西3—4級地震活動(dòng)頻繁，沿斷裂帶近期微弱地震活動(dòng)不斷。

 

  第2條葛隆—真如隱伏活動(dòng)斷裂帶(No.4)。經(jīng)葛隆、外岡、桃浦、真如至黃浦區南部一帶，北西延伸到江蘇境內與虞山——石牌斷裂帶相連。葛隆至南翔段顯示有斷裂帶存在，這個(gè)斷裂帶上在歷史上3—4級地震多次發(fā)生，其中1624年5級地震發(fā)生在黃浦區南部。

 

  第3條陸渡—白龍港隱伏活動(dòng)斷裂帶(No.3)。沿陸隆、羅店、吳淞北至白龍港一線(xiàn)。1979年的1.3級地震發(fā)生在該斷裂的川沙城西北蔡家宅附近，1990年太倉沙溪鎮以北5. 1地震在該斷裂向西北延伸帶上。

 

  第4條吳淞—新場(chǎng)隱伏活動(dòng)斷裂帶(No.5)。沿馬鐵廠(chǎng)、曹行、吳徑、邵樓、下沙至新場(chǎng)一線(xiàn)。該斷裂帶上平均地溫高2—3℃。地熱異常帶向西北延伸，可能與已知的莘莊、華徑的地熱異常點(diǎn)相連。

 

  第5條坦直—星火隱伏活動(dòng)斷裂帶(No.2)。沿坦直、新場(chǎng)、青村至星火農場(chǎng)一線(xiàn)，呈北北東向延伸。

 

  第6條長(cháng)風(fēng)公園—靜安寺隱伏活動(dòng)斷裂帶(No.6)。沿長(cháng)風(fēng)公園、中山公園、靜安寺至展覽館一線(xiàn)，呈近東西向(走向275~280),沿斷裂帶為一地熱異常區，覆蓋層溫度比平均地溫高2℃—3℃。第四含水層深井水溫高達28℃。

 

  上海地區要想獲取50℃以上的地熱水，就要在基巖裂隙構造事業(yè)里找，尤其是斷裂活動(dòng)帶的地熱異常區去勘查。